KR102028495B1 - Sensor network and method for link extension based on time slot relaying in the same - Google Patents

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KR102028495B1 KR1020130000751A KR20130000751A KR102028495B1 KR 102028495 B1 KR102028495 B1 KR 102028495B1 KR 1020130000751 A KR1020130000751 A KR 1020130000751A KR 20130000751 A KR20130000751 A KR 20130000751A KR 102028495 B1 KR102028495 B1 KR 102028495B1
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크는, 제1비컨 프레임을 방송하는 네트워크 코디네이터; 상기 네트워크 코디네이터로부터 프레임을 수신하거나 상기 네트워크 코디네이터로 프레임을 송신하는 센서 디바이스; 및 상기 네트워크 코디네이터의 프레임을 상기 센서 디바이스로 중계하거나 상기 센서 디바이스의 프레임을 상기 네트워크 코디네이터로 중계하고, 상기 제1비컨 프레임에 동기화된 제2비컨 프레임을 방송하는 적어도 하나의 리피터를 포함하고, 상기 센서 디바이스는 상기 제2비컨 프레임에 동기화되어 프레임을 송수신하고, 각각이 상기 제1비컨 프레임과 상기 적어도 하나의 제2비컨 프레임 각각에 대응되는 다수의 슬롯 기반 슈퍼프레임을 포함하고 주기적으로 반복되는 주기적 슈퍼프레임 구조에서 동작한다.Sensor network according to an embodiment of the present invention, the network coordinator for broadcasting the first beacon frame; A sensor device that receives a frame from the network coordinator or transmits a frame to the network coordinator; And at least one repeater for relaying a frame of the network coordinator to the sensor device or for relaying a frame of the sensor device to the network coordinator and broadcasting a second beacon frame synchronized to the first beacon frame. The sensor device transmits and receives a frame in synchronization with the second beacon frame, and includes a plurality of slot-based superframes each corresponding to the first beacon frame and the at least one second beacon frame and periodically repeated It works on the superframe structure.

Figure R1020130000751
Figure R1020130000751

Description

센서 네트워크 및 센서 네트워크에서 타임 슬롯 중계 기반의 링크 확장 방법{SENSOR NETWORK AND METHOD FOR LINK EXTENSION BASED ON TIME SLOT RELAYING IN THE SAME}SENSOR NETWORK AND METHOD FOR LINK EXTENSION BASED ON TIME SLOT RELAYING IN THE SAME}

본 발명은 센서 네트워크 및 센서 네트워크에서 타임 슬롯 중계 기반의 링크 확장 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a sensor network and a link expansion method based on time slot relaying in a sensor network.

저전력 주요시설 모니터링 네트워크(LECIM: Low Energy Critical Infrastructure Monitoring Network)는 광역으로 분산된 지상, 지중, 수중, 건물내에 위치한 센서 디바이스를 연결하는 네트워크로, 센서 디바이스는 설치 후 유지 보수가 어려운 곳에 위치하므로 배터리와 같은 독립 전원으로 수년 이상 동작하여야 하며, 변화가 많은 무선 환경하에서 주기적으로 데이터를 전송할 수 있어야 한다.
Low Energy Critical Infrastructure Monitoring Network (LECIM) is a network that connects sensor devices located in wide-area, underground, underwater, and building areas that are dispersed in wide areas. It should operate for more than a few years with an independent power supply, such as a power supply, and should be able to transmit data periodically in a changing wireless environment.

도 1은 저전력 주요시설 모니터링 네트워크(이하 'LECIM 네트워크' 라 함)를 구성하는 네트워크 코디네이터와 센서 디바이스(가까운 노드, 먼 노드, 숨겨진 노드, 경쟁 노드 및 벗어난 인바운드 노드)의 무선 연결을 나타낸 도면이다. 여기서 벗어난 인바운드 노드(out of inbound node)는 네트워크 코디네이터로부터 프레임을 수신할 수는 있으나, 전송 범위의 한계로 인해 자신의 프레임을 네트워크 코디네이터로 송신할 수 없는 센서 디바이스를 나타낸다.1 is a diagram illustrating a wireless connection between a network coordinator and a sensor device (near nodes, far nodes, hidden nodes, contention nodes, and outbound inbound nodes) constituting a low power facility monitoring network (hereinafter referred to as an 'LECIM network'). Out of inbound node (out of inbound node) represents a sensor device that can receive a frame from the network coordinator, but can not transmit its frame to the network coordinator due to the limitation of the transmission range.

하나의 네트워크 코디네이터로 구성되는 한 지역 LECIM 네트워크는 1,000개 이상의 센서 디바이스가 존재할 것으로 예상되며, 디바이스의 발생 데이터는 수십~수백 바이트로 적게는 1일내 한 개의 데이터에서 많게는 수십 초마다 한 개의 데이터가 발생한다. 네트워크 코디네이터는 상시 전원을 사용하므로 무선 전송의 거리와 프레임 전송에 제한이 없으나, 센서 디바이스는 무선 전송 거리와 데이터 프레임 전송 횟수에 제한이 있다. 센서 디바이스는 전원 소모를 극소화하며 주기적 또는 임의의 순간에 신뢰성 있는 데이터 전달이 가능하여야 하며, 네트워크 코디네이터로부터 네트워크 구성 제어 관련 메시지 전달을 수신할 수 있어야 한다.A local LECIM network consisting of one network coordinator is expected to have more than 1,000 sensor devices, and the data generated by the device ranges from tens to hundreds of bytes, from one data per day to as many as tens of seconds. do. Since the network coordinator uses a constant power source, there is no limitation in the distance and frame transmission of the wireless transmission, but the sensor device has a limitation in the wireless transmission distance and the number of data frame transmissions. The sensor device must minimize power consumption, be capable of reliable data transfer at regular or random moments, and be able to receive network configuration control related message transfers from the network coordinator.

LECIM 네트워크의 코디네이터는 상시 전원을 사용하므로 전송 거리를 늘릴 수 있으나, 센서 디바이스는 사용 전력에 한계가 있어 전송 거리를 늘릴 수 없으므로, 스타 형 구조(star-topology)를 갖는 LECIM 네트워크의 범위(coverage)는 센서 디바이스의 전송 거리에 따라 결정된다. P2P 형 구조(Peer-to-peer topology)에 의한 네트워크 확장은 센서 디바이스가 네트워크를 구성하거나 유지하기 위하여 제어 메시지 교환이 필요하며, 센서 디바이스의 한정된 전원으로는 장기간 지속적인 네트워킹 프로토콜 송수신 운용시 잦은 배터리 교체나 모니터링 디바이스의 작동 수명이 짧아지는 문제가 있다.Since the coordinator of the LECIM network uses a constant power supply, the transmission distance can be increased. However, since the sensor device has a limited power consumption and cannot increase the transmission distance, the coverage of the LECIM network with a star-topology Is determined according to the transmission distance of the sensor device. Network expansion by peer-to-peer topology requires the exchange of control messages for the sensor device to configure or maintain the network, and the limited power supply of the sensor device frequently replaces batteries during long-term continuous networking protocol transmission and reception operations. However, there is a problem that the operating life of the monitoring device is shortened.

유지 보수가 어려운 곳에 위치하여 독립 전원으로 수년 이상 동작하고, 설치후 변화가 많은 무선 환경하에서 안정적으로 모니터링 네트워크을 운영하기 위하여 저전력으로 센서 디바이스를 운용하며 저전력 광역 모니터링 네트워크의 도달 거리를 늘릴 수 있는 네트워크 구성 방법이 필요하다.
It is located in a difficult place and operates for more than a few years with an independent power supply, and operates a sensor device at low power to operate a monitoring network stably in a wireless environment with a lot of changes after installation, and can increase the reach of a low power wide area monitoring network. I need a way.

본 발명이 해결하고 하는 과제는 전력 소모를 최소화하면서 스타 형 구조를 갖는 센서 네트워크의 적용 지역을 넓히는 저전력 주요시설 네트워킹 방법을 제공하는 것이다.
The problem to be solved by the present invention is to provide a low-power main facilities networking method to expand the application area of the sensor network having a star-shaped structure while minimizing power consumption.

본 발명의 실시예에 따르면 센서 네트워크가 제공된다. 상기 센서 네트워크는, 제1비컨 프레임을 방송하는 네트워크 코디네이터; 상기 네트워크 코디네이터로부터 프레임을 수신하거나 상기 네트워크 코디네이터로 프레임을 송신하는 센서 디바이스; 및 상기 네트워크 코디네이터의 프레임을 상기 센서 디바이스로 중계하거나 상기 센서 디바이스의 프레임을 상기 네트워크 코디네이터로 중계하고, 상기 제1비컨 프레임에 동기화된 제2비컨 프레임을 방송하는 적어도 하나의 리피터를 포함하고, 상기 센서 디바이스는 상기 제2비컨 프레임에 동기화되어 프레임을 송수신하고, 상기 네트워크 코디네이터, 상기 센서 디바이스 및 상기 리피터는 주기적으로 반복되는 주기적 슈퍼프레임 구조에서 동작하고, 상기 주기적 슈퍼프레임은 각각이 상기 제1비컨 프레임과 상기 적어도 하나의 제2비컨 프레임 각각에 대응되는 다수의 슬롯 기반 슈퍼프레임을 포함한다.According to an embodiment of the invention a sensor network is provided. The sensor network may include a network coordinator for broadcasting a first beacon frame; A sensor device that receives a frame from the network coordinator or transmits a frame to the network coordinator; And at least one repeater for relaying a frame of the network coordinator to the sensor device or for relaying a frame of the sensor device to the network coordinator and broadcasting a second beacon frame synchronized to the first beacon frame. A sensor device transmits and receives a frame in synchronization with the second beacon frame, and the network coordinator, the sensor device, and the repeater operate in a periodically repeated periodic superframe structure, wherein each of the periodic superframes is the first beacon. And a plurality of slot-based superframes corresponding to each of the frame and the at least one second beacon frame.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 센서 네트워크에서의 타임 슬롯 중계 기반의 링크 확장 방법이 제공된다. 상기 센서 네트워크는 네트워크 코디네이터, 센서 디바이스 및 상기 네트워크 코디네이터로부터의 거리에 따라 형성된 각 계층에 속하는 리피터를 포함하고, 상기 센서 네트워크에서의 상기 타임 슬롯 중계 기반의 링크 확장 방법은, 자신보다 높은 계층의 네트워크 코디네이터 또는 리피터로부터 상기 네트워크 코디네이터 또는 리피터의 주기적 슈퍼프레임 내의 타임 슬롯 중에서 제1타임 슬롯에서 프레임을 수신한 리피터는 자신의 주기적 슈퍼프레임 내의 타임 슬롯 중에서 상기 제1타임 슬롯에 대응되는 타임 슬롯에서 상기 프레임을 자신보다 낮은 다음 계층으로 중계하는 단계; 및 자신보다 낮은 계층의 센서 디바이스 또는 리피터로부터 자신의 주기적 슈퍼프레임 내의 타임 슬롯 중에서 제2타임 슬롯에서 프레임을 수신한 리피터는 자신보다 높은 다음 계층의 네트워크 코디네이터 또는 리피터의 주기적 슈퍼프레임 내의 타임 슬롯 중에서 상기 제2타임 슬롯에 대응되는 타임 슬롯에서 상기 프레임을 자신보다 높은 다음 계층으로 중계하는 단계를 포함할 수 있다.
In addition, according to another embodiment of the present invention, a link expansion method based on time slot relay in a sensor network is provided. The sensor network includes a network coordinator, a sensor device, and a repeater belonging to each layer formed according to a distance from the network coordinator, and the time slot relay-based link extension method in the sensor network includes a higher layer network. A repeater that receives a frame in a first time slot among time slots in a periodic superframe of the network coordinator or repeater from a coordinator or repeater may perform the frame in a time slot corresponding to the first time slot among time slots in its periodic superframe. Relaying to the next layer lower than itself; And a repeater receiving a frame in a second time slot among time slots in its periodic superframe from a sensor device or repeater of a lower layer than the self, among the time slots in a periodic superframe of a network coordinator or repeater of a next layer higher than itself. And relaying the frame to a next layer higher than itself in a time slot corresponding to a second time slot.

본 발명에 따르면, 저전력 무선 네트워크를 광역적으로 구성하기 위하여 비컨 기반의 타임 슬롯 링크 구조, 슬롯 링크별 액세스 방식 및 리피터에 의한 프레임 중계 방식을 채용함으로써, 스타 형 구조를 유지하면서 디바이스의 전원 소모를 최소화하고 네트워크의 전송 가능 영역을 확장시킬 수 있다.
According to the present invention, by adopting a beacon-based time slot link structure, a slot link access method, and a frame relay method by a repeater in order to construct a low-power wireless network globally, power consumption of the device is maintained while maintaining a star structure. It can minimize and expand the transportable area of the network.

도 1은 저전력 주요시설 모니터링 네트워크를 구성하는 네트워크 코디네이터와 센서 디바이스의 무선 연결을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LECIM 네트워크에서 사용되는 주기적 슈퍼프레임의 구조를 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 도시된 슬롯 기반 슈퍼프레임을 구성하는 타임 슬롯의 구조를 나타낸 도면.
도 4는 도 3에 도시된 슬롯 기반 슈퍼프레임의 타임 슬롯의 링크 엑세스 방법을 도시한 도면.
도 5는 LECIM 네트워크의 타임 슬롯 중계 기반의 링크 확장 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6a는 LECIM 네트워크에서 프레임 중계에 의해 네트워크 코디네이터로부터 센서 디바이스로 프레임이 전송되는 과정을 나타낸 도면.
도 6b는 LECIM 네트워크에서 프레임 중계에 의해 센서 디바이스로부터 네트워크 코디네이터로 프레임이 전송되는 과정을 나타낸 도면.1 is a diagram illustrating a wireless connection between a network coordinator and a sensor device forming a low power facility monitoring network.
2 is a diagram illustrating a structure of a periodic superframe used in a LECIM network according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a structure of a time slot configuring a slot-based superframe shown in FIG.
4 is a diagram illustrating a link access method of a time slot of a slot-based superframe shown in FIG. 3;
5 is a view for explaining a link expansion method based on time slot relay of a LECIM network.
6A is a diagram illustrating a process of transmitting a frame from a network coordinator to a sensor device by frame relay in a LECIM network.
FIG. 6B is a diagram illustrating a process of transmitting a frame from a sensor device to a network coordinator by frame relay in a LECIM network. FIG.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

본 발명은 센서 네트워크(예, LECIM 네트워크)의 MAC 계층 링크 구성에 관한 것으로 특히 슬롯 기반 슈퍼프레임의 타임 슬롯의 구조, 슬롯 링크 엑세스 방법 및 타임 슬롯 중계 기반의 링크 확장 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the MAC layer link configuration of a sensor network (eg, LECIM network), and more particularly, to a structure of a time slot of a slot-based superframe, a slot link access method, and a time slot relay-based link extension method.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LECIM 네트워크에서 사용되는 주기적 슈퍼프레임의 구조를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a structure of a periodic superframe used in a LECIM network according to an embodiment of the present invention.

LECIM 네트워크 내 모든 노드에 동기화된 슬롯 링크를 제공하기 위하여 타임 슬롯 기반의 슈퍼프레임(slotted-superframe, 110~180)이 다수개 존재하며 주기적으로 반복되는 주기적 슈퍼프레임(cyclic-superframe, 300) 구조를 제공한다. 슬롯 기반의 슈퍼프레임(110~180)은 2의 지수배의 개수만큼 그룹화되어 멀티 슈퍼프레임(multi-superframe, 210~240)을 구성할 수 있다. 슬롯 기반의 슈퍼프레임 각각(110~180)은 대응되는 비컨 프레임은 위치에 따라 주기적 슈퍼프레임 비컨(cyclic-superframe beacon), 멀티 슈퍼프레임 비컨(multi-superframe beacon), 슈퍼프레임 비컨(slotted-superframe beacon) 등의 역할을 하게 된다. 슬롯 기반의 슈퍼프레임 각각(110~180)은 네트워크 코디네이터와 다수의 리피터 각각의 비컨 프레임에 대응된다.
In order to provide synchronized slot links to all nodes in the LECIM network, there are a plurality of time slot-based superframes (110-180) and a cyclic superframe (cyclic-superframe) structure that is periodically repeated. to provide. The slot-based superframes 110 to 180 may be grouped by the number of exponents of two to form a multi-superframe 210 to 240. Each slot-based superframe (110-180) has a corresponding beacon frame according to the position of the cyclic superframe beacon (cyclic-superframe beacon), multi-superframe beacon (slotted-superframe beacon) ) And the like. Each slot-based superframe 110-180 corresponds to a beacon frame of each of the network coordinator and the plurality of repeaters.

도 3은 도 2에 도시된 슬롯 기반 슈퍼프레임을 구성하는 타임 슬롯의 구조를 나타낸 도면이다. 도 3에서는 설명의 편의를 위해 슈퍼프레임(110, 120)의 타임 슬롯의 구조를 상세히 도시하였다.3 is a diagram illustrating a structure of a time slot configuring a slot-based superframe shown in FIG. 2. 3 illustrates the structure of time slots of the superframes 110 and 120 in detail for convenience of description.

슬롯 기반의 슈퍼프레임(110, 120)은 비컨 타임 슬롯(beacon slot, 111, 121), 우선적 디바이스 타임 슬롯(prioritized device slot, 112, 122), 코디네이터 타임 슬롯(coordinator slot, 113, 123) 및 양방향 디바이스 타임 슬롯(bidirectional device slot, 114, 124)를 포함한다. Slot-based superframes 110 and 120 include beacon slots 111 and 121, prioritized device slots 112 and 122, coordinator slots 113 and 123, and bidirectional. Bidirectional device slots 114, 124.

비컨 타임 슬롯(111, 121)은 비컨 프레임을 송/수신하기 위한 타임 슬롯이다.예를 들어, 슈퍼프레임(110)이 네트워크 코디네이터에게 할당되고, 슈퍼프레임(120)이 네트워크 내의 다수의 리피터 중 어느 한 리피터에게 할당된 경우라면, 슈퍼프레임(110)의 비컨 타임 슬롯(111)에서는 코디네이터의 비컨 프레임이 송/수신되고, 슈퍼프레임(120)의 비컨 타임 슬롯(121)에서는 상기 리피터의 비컨 프레임이 송/수신된다. Beacon time slots 111 and 121 are time slots for transmitting / receiving beacon frames. For example, superframe 110 is assigned to a network coordinator, and superframe 120 is assigned to any of a plurality of repeaters in the network. In case of being assigned to one repeater, the beacon frame of the coordinator is transmitted / received in the beacon time slot 111 of the superframe 110, and the beacon frame of the repeater is transmitted in the beacon time slot 121 of the superframe 120. It is sent / received.

우선적 디바이스 타임 슬롯(112, 122)은 센서 디바이스로부터 최우선으로 전달할 데이터 프레임(이하 '제0등급 데이터 프레임' 이라 함)을 전송하기 위해 전용으로 사용되는 타임 슬롯이다. 여기서 네트워크 코디네이터와 센서 디바이스 간의 프레임 전송 시에 세 등급의 데이터 전송이 제공된다. 제0등급의 데이터 전송은 지연에 민감한 데이터(delay sensitive data)를 전송하기 위한 것이고, 이 때 전송되는 데이터 프레임을 제0등급 데이터 프레임이라 한다. 제1등급의 데이터 전송은 데이터의 신뢰성 있는 전송(the reliable transmission of data)을 위한 것이고, 이 때 전송되는 데이터 프레임을 이하에서는 '제1등급 데이터 프레임' 이라 한다. 제2등급의 데이터 전송은 최선의 데이터 전송(the best effort data transmission)을 위한 것이고, 이 때 전송되는 데이터 프레임을 이하에서는 '제2등급 데이터 프레임' 이라 한다.Preferred device time slots 112 and 122 are time slots used exclusively for transmitting data frames (hereinafter, referred to as '0th class data frames') to be delivered first from the sensor device. Here, three classes of data transmission are provided in the frame transmission between the network coordinator and the sensor device. Class 0 data transmission is for transmitting delay sensitive data, and the data frame transmitted at this time is called a class 0 data frame. The first class of data transmission is for the reliable transmission of data, and the data frame transmitted at this time is referred to as a 'first class data frame'. The second level of data transmission is for the best effort data transmission, and the data frame transmitted at this time is referred to as a 'second class data frame'.

코디네이터 타임 슬롯(113, 123)은 코디네이터로부터 센서 디바이스로 프레임을 전송하기 위한 슬롯으로써, 코디네이터 타임 슬롯(113, 123)에서는 주로 코디네이터의 방송(broadcasting) 프레임(예, 커맨드 프레임, OAM(Operation, Administration and Maintenance) 등)이 전송된다. The coordinator time slots 113 and 123 are slots for transmitting frames from the coordinator to the sensor device. In the coordinator time slots 113 and 123, the coordinator broadcast frames (eg, command frames, OAM (Operation, Administration) are mainly used. and Maintenance).

양방향 디바이스 타임 슬롯(114, 124)은 LECIM 네트워크 내 모든 센서 디바이스에게 할당되는 슬롯이다. 예를 들어, 상기 양방향 디바이스 타임 슬롯(114) 중 일부 타임 슬롯이 네트워크 내의 다수의 센서 디바이스 중 어느 한 센서 디바이스에게 할당되었다면, 상기 타임 슬롯을 할당 받은 센서 디바이스는 네트워크 코디네이터로 프레임 전송시 자신에게 할당된 타임 슬롯을 독점적으로 사용할 수 있고, 상기 타임 슬롯을 할당 받은 센서 디바이스가 코디네이터로부터 프레임을 수신할 때 자신에게 할당된 타임 슬롯을 전용으로 사용할 수 있다. 한편, 양방향 디바이스 타임 슬롯(114, 124)은 기본(primary) 양방향 디바이스 타임 슬롯과 보충(supplementary) 양방향 디바이스 타임 슬롯을 포함한다. 이에 대해서는 도 4와 함께 자세히 설명한다.
The bidirectional device time slots 114, 124 are slots allocated to all sensor devices in the LECIM network. For example, if some time slots of the bidirectional device time slots 114 are assigned to any one of a plurality of sensor devices in the network, the sensor device assigned the time slots is assigned to itself when transmitting a frame to a network coordinator. Can be used exclusively, and when the sensor device assigned the time slot receives a frame from the coordinator, it can use the time slot assigned to it exclusively. Meanwhile, the bidirectional device time slots 114 and 124 include primary bidirectional device time slots and supplementary bidirectional device time slots. This will be described in detail with reference to FIG. 4.

도 4는 도 3에 도시된 슬롯 기반 슈퍼프레임의 타임 슬롯의 링크 엑세스 방법을 도시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a link access method of a time slot of a slot-based superframe shown in FIG. 3.

우선적 디바이스 타임 슬롯 링크(PR_0_UP_LINK)는 제0등급 데이터 프레임을 전송하려는 어느 디바이스나 사용할 수 링크이고, 타임 슬롯(112, 122)이 시작하자마자 알로하(ALOHA) 방식으로 프레임을 전송한다. The preferred device time slot link PR_0_UP_LINK is a link that can be used by any device that wants to transmit a class 0 data frame, and transmits the frame in an Aloha mode as soon as time slots 112 and 122 start.

코디네이터 타임 슬롯 링크(CD_DOWN_LINK)는 코디네이터가 타임 슬롯(113, 123)이 시작하자마자 알로하 방식으로 프레임(예, 커맨드 프레임, OAM 프레임)을 전송하는 링크이다.The coordinator time slot link CD_DOWN_LINK is a link through which the coordinator transmits a frame (eg, a command frame, an OAM frame) in an Aloha manner as soon as the time slots 113 and 123 start.

양방향 디바이스 타임 슬롯 링크는 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯 링크(P_UP_LINK, P_DOWN_LINK)와 다수의 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯 링크(S_UP_LINK, S_DOWN_LINK)로 구분된다. 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯 링크(P_UP_LINK, P_DOWN_LINK)는 LECIM 네트워크 내 센서 디바이스 중 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯을 할당 받은 센서 디바이스가 전용으로 프레임을 코디네이터로 송신(P_UP_LINK)하거나 코디네이터로부터 프레임을 수신(P_DOWN_LINK)하는 경우에 사용되는 슬롯 링크이다. 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯 링크(S_UP_LINK, S_DOWN_LINK)는 LECIM 네트워크 내의 다른 디바이스가 미 사용 중인 경우에 사용할 수 있는 슬롯 링크이다. 즉, 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯 링크(S_UP_LINK, S_DOWN_LINK)는 네트워크 내의 다른 센서 디바이스의 우선적 전송 이후 남은 시간 대역에 추가로 사용이 허락된 슬롯 링크이다. 예를 들어, LECIM 네트워크 내에 2개의 센서 디바이스가 있고, 하나의 주기적 슈퍼프레임 내에 양방향 디바이스 타임 슬롯이 4개 존재하고, 상기 제1 내지 제4양방향 디바이스 타임 슬롯 중에서 제1양방향 디바이스 타임 슬롯이 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯으로써 제2 내지 제3양방향 디바이스 타임 슬롯이 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯으로써 제1센서 디바이스에게 할당되고, 제2양방향 디바이스 타임 슬롯이 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯으로써 제3 내지 제4양방향 디바이스 타임 슬롯이 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯으로써 제2센서 디바이스에게 할당되었다고 가정하자. 이 예에서는, 제1센서 디바이스는 제1양방향 디바이스 타임 슬롯을 코디네이터로 프레임을 송신(P_UP_LINK)하거나 코디네이터로부터 프레임을 수신(P_DOWN_LINK)할 때에 전용으로 사용할 수 있고, 제2양방향 디바이스 타임 슬롯은 제2센서 디바이스가 사용하고 있지 않을 때에만 사용할 수 있다. 마찬가지로 제2센서 디바이스는 제2양방향 디바이스 타임 슬롯을 코디네이터로 프레임을 송신(P_UP_LINK)하거나 코디네이터로부터 프레임을 수신(P_DOWN_LINK)할 때에 전용으로 사용할 수 있고, 제3 내지 제4양방향 디바이스 타임 슬롯은 다른 센서 디바이스가 미 사용 중이라면 사용할 수 있다. 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯 링크(P_UP_LINK, P_DOWN_LINK) 중 코디네이터로 향하는 업 링크(P_UP_LINK)와 센서 디바이스로 향하는 다운 링크(P_DOWN_LINK)의 액세스 방식은 서로 다르다. 업 링크(P_UP_LINK)는 해당 타임 슬롯이 시작하자마자 알로하 방식으로 프레임을 전송한다. 다운 링크(P_DOWN_LINK)는 코디네이터가 CSMA-CA 방식으로 프레임을 전송한다. 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯 링크(S_UP_LINK, S_DOWN_LINK)의 업 링크(S_UP_LINK)와 다운 링크(S_DOWN_LINK)는 모두 CSMA-CA 액세스 방식을 사용한다.The bidirectional device time slot link is divided into basic bidirectional device time slot links (P_UP_LINK, P_DOWN_LINK) and a number of supplemental bidirectional device time slot links (S_UP_LINK, S_DOWN_LINK). The basic bidirectional device time slot link (P_UP_LINK, P_DOWN_LINK) is a sensor device in the LECIM network that has been assigned a basic bidirectional device time slot to transmit a frame to the coordinator (P_UP_LINK) or receive a frame from the coordinator (P_DOWN_LINK). Slot link used for. The supplementary bidirectional device time slot links (S_UP_LINK, S_DOWN_LINK) are slot links that can be used when other devices in the LECIM network are not in use. That is, the supplementary bidirectional device time slot links S_UP_LINK and S_DOWN_LINK are slot links that are allowed to be used in addition to the remaining time band after preferential transmission of other sensor devices in the network. For example, there are two sensor devices in the LECIM network, there are four bidirectional device time slots in one periodic superframe, and a first bidirectional device time slot of the first through fourth bidirectional device time slots is a basic bidirectional. Second to third bidirectional device time slots are assigned to the first sensor device as supplementary bidirectional device time slots as device time slots, and second to third bidirectional device time slots as the primary bidirectional device time slots. Assume that this supplementary bidirectional device time slot has been assigned to the second sensor device. In this example, the first sensor device may use the first bidirectional device time slot exclusively when sending a frame to the coordinator (P_UP_LINK) or receiving a frame from the coordinator (P_DOWN_LINK), wherein the second bidirectional device time slot is used as the second bidirectional device time slot. Only available when the sensor device is not in use. Similarly, the second sensor device may use the second bidirectional device time slot exclusively when transmitting a frame to the coordinator (P_UP_LINK) or receiving a frame from the coordinator (P_DOWN_LINK), and the third to fourth bidirectional device time slots are different sensors. If the device is not in use, you can use it. The access method of the uplink P_UP_LINK to the coordinator and the downlink P_DOWN_LINK to the sensor device are different among the basic bidirectional device time slot links P_UP_LINK and P_DOWN_LINK. The uplink P_UP_LINK transmits the frame in an Aloha manner as soon as the corresponding time slot starts. The downlink (P_DOWN_LINK) is the coordinator transmits a frame in the CSMA-CA method. The uplink (S_UP_LINK) and downlink (S_DOWN_LINK) of the supplementary bidirectional device time slot links (S_UP_LINK, S_DOWN_LINK) both use the CSMA-CA access method.

한편, 센서 디바이스로부터 코디네이터로 향하는 슬롯 링크 엑세스 방법은 데이터 전송 특성에 따라 사용 링크와 링크 액세스 절차를 구분하여 적용한다. On the other hand, the slot link access method from the sensor device to the coordinator applies the link and the link access procedure according to the data transmission characteristics.

제0등급 링크 엑세스(Grade 0 link access)는 센서 디바이스가 전송하려는 시점이 우선적 디바이스 타임 슬롯이거나 해당 센서 디바이스에게 할당된 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯인 경우에, 알로하 방식으로 프레임이 바로 전송된다. 만약 전송하려는 시점이 비컨 타임 슬롯인 경우에는 우선적 디바이스 타임 슬롯이 시작될 때까지 기다린 후, 알로하 방식으로 프레임이 전송된다. 그 이외의 경우(즉 전송 시점이 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯인 경우), CSMA-CA 방식으로 프레임이 바로 전송된다. 만약 첫번째 시도가 성공하지 못한 경우에는 제1등급 링크 엑세스(Grade 1 link access) 방법이 사용된다.Grade 0 link access (Grade 0 link access) is a frame is transmitted immediately in the Aloha, when the sensor device is to transmit the priority device time slot or the default bidirectional device time slot assigned to the sensor device. If the time to be transmitted is a beacon time slot, wait until the start of the preferred device time slot, the frame is transmitted in the Aloha method. In other cases (ie, when the transmission time point is a supplementary bidirectional device time slot), the frame is directly transmitted in the CSMA-CA manner. If the first attempt is unsuccessful, the Grade 1 link access method is used.

제1등급 링크 엑세스는 센서 디바이스에게 할당된 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯이 시작할 때까지 기다린 후 알로하 방식으로 프레임이 바로 전송된다. 응답 대기 시간(macAckWaitDuration) 동안 응답 프레임(ACK 프레임)을 받지 못한 경우에, 가장 가까운 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯에서 CSMA-CA 방식으로 전송 후, 응답 프레임을 기다린다. 만약 전송을 하지 못하거나 전송에 실패하였을 때에는 다음 순서의 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯을 이용해 전송을 시도한다.Class 1 link access waits until the default bidirectional device time slot assigned to the sensor device begins, and then the frame is sent immediately in an Aloha fashion. If a response frame (ACK frame) is not received during the response waiting time (macAckWaitDuration), it waits for a response frame after transmitting in the CSMA-CA manner in the nearest supplementary bidirectional device time slot. If the transmission fails or fails, the transmission is attempted using the supplementary bidirectional device time slot in the following order.

제2등급 링크 엑세스(Grade 2 link access)는 센서 디바이스에게 할당된 기본양방향 디바이스 타임 슬롯이 시작할 때까지 기다린 후 알로하 방식으로 응답 프레임 요구 없이 프레임이 바로 전송된다.
Grade 2 link access waits until the base bidirectional device time slot assigned to the sensor device begins, and then the frame is sent immediately without requiring a response frame in an Aloha manner.

도 5는 LECIM 네트워크의 타임 슬롯 중계 기반의 링크 확장 방법(TRLE: Time-slot Relaying based Link Extension)을 설명하기 위한 도면이다. 타임 슬롯 중계 기반의 링크 확장 방법(TRLE)은 스타 형 구조를 갖고 도 3의 비컨 기반 타임 슬롯 구조의 주기적 슈퍼프레임을 제공하는 LECIM 네트워크의 리피터에 적용된다. 도 5에서는 설명의 편의를 위해 네트워크 코디네이터(NC)와 센서 디바이스(D1) 사이의 두 개의 리피터(RA, RX)의 프레임 중계에 의해 프레임이 전송되는 경우를 예시하였다.FIG. 5 illustrates a time slot relaying based link extension (TRLE) method of a LECIM network. The time slot relay based link extension method (TRLE) is applied to a repeater of a LECIM network having a star structure and providing a periodic superframe of the beacon based time slot structure of FIG. 3. FIG. 5 illustrates a case in which a frame is transmitted by frame relay of two repeaters RA and RX between the network coordinator NC and the sensor device D1 for convenience of description.

TRLE 리피터(RA, RB, RX, RY)는 네트워크 코디네이터(NC)와 센서 디바이스(D1~D3) 사이의 링크에 위치하여 센서 디바이스(D1~D3)의 구성(configuration) 변경 없이 센서 디바이스(D1~D3)로부터 생성된 프레임을 코디네이터(NC)로 중계(relaying) 하거나, 코디네이터(NC)로부터 생성된 프레임을 센서 디바이스(D1~D3)로 중계함으로써, 링크의 도달 범위 확장을 제공한다.The TRLE repeaters RA, RB, RX, and RY are located at a link between the network coordinator NC and the sensor devices D1 to D3, and the sensor devices D1 to D3 without changing the configuration of the sensor devices D1 to D3. By extending the frame generated from D3) to the coordinator NC, or relaying the frame generated from the coordinator NC to the sensor devices D1 to D3, an extension of the reach of the link is provided.

네트워크 코디네이터(NC)의 전송 도달 거리 내에 있는 리피터들(RA, RB, RC)로 제1계층(TIER1)을 구성하고, 리피터들(RA, RB, RC)의 전송 도달 거리 내에 있으면서 제1계층(TIER1)에 속하지 않는 리피터들(RX, RY)로 제2계층(TIER2)을 구성하고, 리피터들(RX, RY)의 전송 도달 거리 내에 있으면서 제2계층(TIER2)에 속하지 않는 센서 디바이스들(D1~D3)로 제3계층(TIER3)을 구성한다. 한편, 리피터(RA, RB, RC, RX, RY)는 프레임의 중계 시 자신보다 높은 계층의 리피터와 자신보다 낮은 계층의 리피터를 구분할 수 있도록 리피터 어드레스(repeater address)와 계층 식별자를 사용한다. 여기서 제1계층(TIER1)은 제2 및 제3계층(TIER2, TIER3)보다 높은 계층이고, 제2계층(TIER2)은 제3계층(TIER3)보다 높은 게층이다.The first layer TIER1 is formed of repeaters RA, RB, and RC within the transmission reach of the network coordinator NC, and the first layer (TI) is within the transmission reach of the repeaters RA, RB, and RC. Sensor devices D1 constituting the second layer TIER2 with repeaters RX and RY that do not belong to TIER1 and not belonging to the second layer TIER2 while within the transmission reach of the repeaters RX and RY. D3) constitutes a third layer TIER3. Meanwhile, the repeaters RA, RB, RC, RX, and RY use a repeater address and a layer identifier to distinguish between repeaters higher than themselves and repeaters lower than themselves when relaying frames. The first layer TIER1 is a layer higher than the second and third layers TIER2 and TIER3, and the second layer TIER2 is a higher layer than the third layer TIER3.

만약 코디네이터(NC)와 센서 디바이스(D1~D3)가 TRLE 기능이 없는 경우, 코디네이터(NC)와 링크간 홉(hop)은 하나로 제한된다. 즉, 코디네이터(NC)와 센서 디바이스(D1~D3) 간에 하나의 리피터만 존재하여 코디네이터(NC)와 센서 디바이스(D1~D3) 간의 프레임 중계는 한 홉 중계(one hop relay)로 제한된다. 이 경우, TRLE 리피터가 코디네이터(NC)의 비컨 프레임을 중계할 타임 슬롯을 결정한다. If the coordinator NC and the sensor devices D1 to D3 do not have the TRLE function, hops between the coordinator NC and the link are limited to one. That is, since only one repeater exists between the coordinator NC and the sensor devices D1 to D3, the frame relay between the coordinator NC and the sensor devices D1 to D3 is limited to one hop relay. In this case, the TRLE repeater determines a time slot to relay the beacon frame of the coordinator NC.

만약, 코디네이터(NC)가 TRLE 기능을 갖는 경우, 리피터(RA, RB, RC, RX, RY)는 TRLE 코디네이터(NC)로 접속 등록(리피터 등록)을 신청하여 주기적 슈퍼프레임 비컨 프레임을 중계할 타임 슬롯을 TRLE 코디네이터(NC)로부터 지정받는다. TRLE 리피터(RA, RB, RC, RX, RY)가 TRLE 코디네이터(NC)로 접수 등록을 신청할 때, 리피터(RA, RB, RC, RX, RY)는 자신의 주변 리피터의 비컨 프레임을 탐색하여 자신보다 높은 계층으로부터 수신한 비컨 프레임, 자신과 동일한 계층으로부터 수신한 비컨 프레임과 자신보다 낮은 계층으로부터 수신한 비컨 프레임에 관한 정보를 코디네이터(NC)로 제공한다.If the coordinator NC has a TRLE function, the repeaters RA, RB, RC, RX, and RY apply for connection registration (repeater registration) to the TRLE coordinator NC to relay periodic superframe beacon frames. The slot is designated by the TRLE coordinator (NC). When a TRLE repeater (RA, RB, RC, RX, RY) applies for registration with the TRLE coordinator (NC), the repeater (RA, RB, RC, RX, RY) searches for its beacon frame of its surrounding repeater Information about the beacon frame received from the higher layer, the beacon frame received from the same layer as itself and the beacon frame received from the lower layer is provided to the coordinator NC.

한편, 리피터(RA, RB, RC, RX, RY)는 코디네이터에 접속한 후, 자신 보다 높은 계층으로부터 받은 비컨 프레임을 자신 보다 낮은 계층으로 중계하기 전에, 주변 리피터의 비컨 프레임의 위치를 표시하는 비트맵(bit map)을 현재 자신의 계층에 맞게 수정하는데, 자신으로부터 2홉 이상 떨어진 리피터의 비컨 프레임에 관한 정보는 삭제하고 나머지 획득된 정보를 이용하여 비컨 프레임의 위치 정보를 나타내는 비트맵을 수정하여 전달한다. 구체적으로 주기적 슈퍼프레임 내의 슈퍼프레임들 중에서 특정 슈퍼프레임의 비컨 타임 슬롯이 주변 리피터의 비컨 프레임을 위해 할당된 경우에는 비트맵의 비트 중 상기 특정 슈퍼프레임에 대응하는 비트는 1로 셋팅되고, 그렇지 않은 경우에는 0으로 셋팅된다. On the other hand, the repeaters RA, RB, RC, RX, and RY are bits that indicate the position of the beacon frame of the surrounding repeater after connecting to the coordinator and before relaying the beacon frame received from the higher layer to the lower layer. Modify the bit map according to the current layer. Delete the information about the repeater's beacon frame more than two hops away from it and modify the bitmap indicating the location information of the beacon frame using the remaining information. To pass. In detail, when a beacon time slot of a specific superframe is allocated for a beacon frame of a neighboring repeater among superframes in a periodic superframe, a bit corresponding to the specific superframe among bits of a bitmap is set to 1, otherwise In this case, it is set to zero.

리피터(RA, RB, RC, RX, RY) 별 주기적 슈퍼프레임 비컨 타임 슬롯은 네트워크 코디네이터(NC)의 주기적 슈퍼프레임 비컨 프레임(또는 비컨 타임 슬롯)을 기준으로 슈퍼프레임 길이의 자신의 미리 결정된 정수배만큼 떨어진 타임 슬롯에 할당된다. 예를 들어, 리피터(RA)의 비컨 타임 슬롯(520)은 네트워크 코디네이터(NC)의 비컨 타임 슬롯(510)으로부터 슈퍼프레임 길이의 3배만큼 떨어진 비컨 타임 슬롯에 할당되고, 리피터(RB)의 비컨 타임 슬롯(530)은 네트워크 코디네이터(NC)의 비컨 타임 슬롯(510)으로부터 슈퍼프레임 길이의 1배만큼 떨어진 비컨 타임 슬롯에 할당되고, 리피터(RX)의 비컨 타임 슬롯(610)은 네트워크 코디네이터(NC)의 비컨 타임 슬롯(510)으로부터 슈퍼프레임 길이의 5배만큼 떨어진 비컨 타임 슬롯에 할당되고, 리피터(RY)의 비컨 타임 슬롯(620)은 네트워크 코디네이터(NC)의 비컨 타임 슬롯(510)으로부터 슈퍼프레임 길이의 4배만큼 떨어진 비컨 타임 슬롯에 할당된다. 그리고 리피터(RA, RB, RC, RX, RY)의 주기적 슈퍼프레임 비컨 프레임의 위치는 네트워크 코디네이터(NC)의 주기적 슈퍼프레임 비컨 프레임의 위치를 기준으로 표시된다. 예를 들어 리피터(RA)의 주기적 슈퍼프레임 비컨 프레임(비컨 타임 슬롯(520)에서 송수신되는 비컨 프레임)의 위치는 네트워크 코드네이터(NC)의 주기적 슈퍼프레임 비컨 프레임(비컨 타임 슬롯(510)에서 송수신되는 비컨 프레임)의 위치로부터 슈퍼프레임 길이의 3배만큼 떨어진 위치로 표시된다. The periodic superframe beacon time slots per repeater (RA, RB, RC, RX, RY) are their predetermined integer multiples of the superframe length relative to the periodic coframe beacon frame (or beacon time slot) of the network coordinator (NC). It is assigned to spaced time slots. For example, the beacon time slot 520 of the repeater RA is allocated to a beacon time slot three times the superframe length from the beacon time slot 510 of the network coordinator NC and the beacon of the repeater RB. The time slot 530 is allocated to a beacon time slot that is one times the superframe length from the beacon time slot 510 of the network coordinator NC, and the beacon time slot 610 of the repeater RX is the network coordinator NC. Is assigned to a beacon time slot five times the superframe length from the beacon time slot 510, and the beacon time slot 620 of the repeater RY is superseded from the beacon time slot 510 of the network coordinator NC. It is allocated to a beacon time slot four times the frame length. The positions of the periodic superframe beacon frames of the repeaters RA, RB, RC, RX, and RY are displayed based on the positions of the periodic superframe beacon frames of the network coordinator NC. For example, the position of the periodic superframe beacon frame (beacon frame transmitted and received in the beacon time slot 520) of the repeater (RA) is transmitted and received in the periodic superframe beacon frame (beacon time slot 510) of the network coden NC. 3 times the superframe length from the position of the beacon frame).

한편, 네트워크 코디네이터(NC)의 주기적 슈퍼프레임은 비컨 타임 슬롯(510)의 시작점으로부터 다음 비컨 타임 슬롯(510)의 시작점 전까지이고, 리피터(RA)의 주기적 슈퍼프레임은 비컨 타임 슬롯(520)의 시작점으로부터 다음 비컨 타임 슬롯(520)의 시작점 전까지이고, 리피터(RB)의 주기적 슈퍼프레임은 비컨 타임 슬롯(530)의 시작점으로부터 다음 비컨 타임 슬롯(530)의 시작점 전까지이고, 리피터(RX)의 주기적 슈퍼프레임은 비컨 타임 슬롯(610)의 시작점으로부터 다음 비컨 타임 슬롯(610)의 시작점 전까지이고, 리피터(RY)의 주기적 슈퍼프레임은 비컨 타임 슬롯(620)의 시작점으로부터 다음 비컨 타임 슬롯(620)의 시작점 전까지이다.Meanwhile, the periodic superframe of the network coordinator NC is from the start point of the beacon time slot 510 to the start point of the next beacon time slot 510, and the periodic superframe of the repeater RA is the start point of the beacon time slot 520. From before the start point of the next beacon time slot 520, the periodic superframe of the repeater RB is from the start point of the beacon time slot 530 to the start point of the next beacon time slot 530, and the periodic super of the repeater RX. The frame is from the start of the beacon time slot 610 to the start of the next beacon time slot 610, and the periodic superframe of the repeater RY is the start of the next beacon time slot 620 from the start of the beacon time slot 620. Until.

한편, 자신보다 높은 계층의 리피터로부터 프레임을 특정 타임 슬롯에서 수신한 리피터는 자신보다 높은 계층의 리피터의 주기적 슈퍼프레임 비컨 프레임과 자신의 주기적 슈퍼프레임 비컨 프레임 간 간격만큼을 상기 특정 타임 슬롯으로부터 지연한 타임 슬롯에서 상기 프레임을 중계한다. 예를 들어, 리피터(RA)가 코디네이터(NC)로부터 양방향 디바이스 타임 슬롯 중 특정 타임 슬롯에서 프레임을 수신한 경우에 리피터(RA)는 자신의 주기적 슈퍼프레임 비컨 프레임과 코디네이터(NC)의 주기적 슈퍼프레임 비컨 프레임 간의 간격인 슈퍼프레임 길이의 3배만큼을 상기 특정 타임 슬롯으로부터 지연한 타임 슬롯에서 상기 프레임을 리피터(RX)로 중계한다. 그리고 상기 프레임을 리피터(RA)로부터 수신한 리피터(RX)는 자신의 주기적 슈퍼프레임 비컨 프레임과 리피터(RA)의 주기적 슈퍼프레임 비컨 프레임 간의 간격인 슈퍼프레임 길이의 2배만큼을 상기 프레임을 수신한 타임 슬롯으로부터 지연한 타임 슬롯에서 상기 프레임을 센서 디바이스(D1)으로 중계한다.
Meanwhile, a repeater receiving a frame from a repeater of a higher layer in a specific time slot may delay the interval between the periodic superframe beacon frame and the periodic superframe beacon frame of the repeater of a higher layer from the specific time slot. Relay the frame in the time slot. For example, when the repeater RA receives a frame from a coordinator NC in a specific time slot of a bidirectional device time slot, the repeater RA has its own periodic superframe beacon frame and a periodic superframe of the coordinator NC. The frame is relayed to the repeater RX in a time slot delayed by three times the superframe length, which is an interval between beacon frames, from the specific time slot. The repeater RX receiving the frame from the repeater RA receives the frame by twice the superframe length, which is an interval between its periodic superframe beacon frame and the repeater RA's periodic superframe beacon frame. The frame is relayed to the sensor device D1 in a time slot delayed from the time slot.

도 6a와 도 6b는 LECIM 네트워크에서의 타임 슬롯에 동기화된 프레임 중계 방법을 도시한 도면이다. 구체적으로 도 6a는 LECIM 네트워크에서 리피터의 프레임 중계에 의해 네트워크 코디네이터(NC)로부터 센서 디바이스(D1)로 프레임이 전송되는 과정을 나타낸 도면이고, 도 6b는 LECIM 네트워크에서 리피터의 프레임 중계에 의해 센서 디바이스로부터 네트워크 코디네이터로 프레임이 전송되는 과정을 나타낸 도면이다.6A and 6B illustrate a frame relay method synchronized to time slots in a LECIM network. In detail, FIG. 6A illustrates a process in which a frame is transmitted from the network coordinator NC to the sensor device D1 by the repeater's frame relay in the LECIM network, and FIG. 6B is a sensor device by the repeater's frame relay in the LECIM network. Is a diagram illustrating a process of transmitting a frame from a network coordinator.

리피터(RA, RX)는 자신의 계층에서 발생하는 프레임뿐만 아니라, 자신보다 높은 계층 또는 자신보다 낮은 계층의 리피터로부터 수신된 프레임을 타임 슬롯 정보에 따라 사전에 결정된 규칙에 의해 진행 방향의 슬롯 링크로 프레임을 중계한다. Repeaters RA and RX not only receive frames occurring in their own layer, but also frames received from repeaters of a higher layer or lower layer than themselves to slot links in a forward direction according to a predetermined rule according to time slot information. Relay a frame.

자신보다 높은 계층의 코디네이터 또는 리피터로부터 비컨 프레임을 수신한리피터는 도 5나 도 6에 도시된 바와 같이 상기 수신 시점으로부터 네트워크 TRLE 코디네이터(NC)나 TRLE 리피터가 결정한 동기화 지연값(synchronous superframe delay)만큼 지연된 위치에 있는 슈퍼프레임의 비컨 타임 슬롯에서 비컨 프레임을 송신한다. 예를 들어, 리피터(RA)가 코디네이터(NC)로부터 비컨 타임 슬롯(510)에서 코디네이터(NC)의 비컨 프레임을 수신한 경우에 리피터(RA)는 상기 비컨 타임 슬롯(510)으로부터 자신의 미리 결정된 동기화 지연 값인 슈퍼프레임 길이의 3배만큼 지연된 위치에 있는 슈퍼프레임의 비컨 타임 슬롯(520)에서 비컨 프레임을 송신한다. 그리고 리피터(RX)가 리피터(RA)로부터 비컨 타임 슬롯(520)에서 비컨 프레임을 수신한 경우에 리피터(RX)는 상기 비컨 타임 슬롯(520)으로부터 자신의 미리 결정된 동기화 지연 값인 슈퍼프레임 길이의 2배만큼 지연된 위치에 있는 슈퍼프레임의 비컨 타임 슬롯(610)에서 비컨 프레임을 송신한다.The repeater receiving the beacon frame from the coordinator or repeater of the higher layer than the self is as much as the synchronous superframe delay determined by the network TRLE coordinator (NC) or the TRLE repeater from the reception point as shown in FIG. 5 or FIG. 6. The beacon frame is transmitted in the beacon time slot of the superframe at the delayed position. For example, when the repeater RA receives a beacon frame of the coordinator NC in the beacon time slot 510 from the coordinator NC, the repeater RA may determine its predetermined value from the beacon time slot 510. A beacon frame is transmitted in the beacon time slot 520 of the superframe at a position delayed by three times the superframe length, which is a synchronization delay value. When the repeater RX receives the beacon frame in the beacon time slot 520 from the repeater RA, the repeater RX is 2 of the superframe length, which is its predetermined synchronization delay value, from the beacon time slot 520. A beacon frame is transmitted in a beacon time slot 610 of a superframe at a position delayed by twice.

우선적 디바이스 타임 슬롯에서 프레임을 수신한 리피터는 해당 타임 슬롯 내에 상기 프레임의 송신이 가능하면 바로 중계하고, 해당 타임 슬롯 내에 송신이 불가능하면 다음 슈퍼프레임의 우선적 디바이스 타임 슬롯이나 그 이전에 센서 디바이스에게 할당된 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯이 사용 가능한 경우에 해당 타임 슬롯에서 상기 프레임을 중계한다.Repeaters that receive a frame in the preferred device time slot relay as soon as possible to transmit the frame within that time slot, and if it is impossible to transmit within that time slot, assigns it to the sensor device prior to or in the next device's preferred time slot. If the default bidirectional device time slot is available, the frame is relayed in that time slot.

코디네이터 타임 슬롯에서 프레임을 수신한 리피터는 해당 타임 슬롯 내에 상기 프레임의 송신이 가능하면 바로 중계하고, 해당 타임 슬롯 내에 송신이 불가능하면 다음 슈퍼프레임의 코디네이터 타임 슬롯에서 상기 프레임을 중계한다. The repeater receiving the frame in the coordinator time slot relays the frame immediately if the frame can be transmitted in the corresponding time slot, and relays the frame in the coordinator time slot of the next superframe if transmission is impossible in the corresponding time slot.

양방향 디바이스 타임 슬롯에서 자신보다 높은 계층의 코디네이터(NC) 또는리피터로부터 프레임을 수신한 리피터는 자신보다 높은 계층의 코디네이터(NC) 또는 리피터의 비컨 프레임과 자신의 비컨 프레임 간 간격만큼을 상기 수신 시점으로부터 지연한 위치의 타임 슬롯에서 상기 프레임을 자신보다 낮은 다음 계층으로 중계한다. 예를 들어, 리피터(RA)가 네트워크 코디네이터(NC)로부터 양방향 디바이스 타임 슬롯(810)에서 프레임을 수신한 경우에, 리피터(RA)는 네트워크 코디네이터(NC)의 비컨 프레임과 자신의 비컨 프레임 간 간격(즉 비컨 타임 슬롯(510)과 비컨 타임 슬롯(520)의 간격)인 슈퍼프레임 길이의 3배만큼을 상기 프레임의 수신 시점(810)으로부터 지연한 위치의 타임 슬롯(820)에서 상기 프레임을 리피터(RX)로 중계한다. 그리고 양방향 디바이스 타임 슬롯(820)에서 리피터(RA)로부터 프레임을 수신한 리피터(RX)는 리피터(RA)의 비컨 프레임과 자신의 비컨 프레임 간 간격(즉 비컨 타임 슬롯(520)과 비컨 타임 슬롯(610)의 간격)인 슈퍼프레임 길이의 2배만큼을 상기 프레임의 수신 시점(820)으로부터 지연한 위치의 타임 슬롯(830)에서 상기 프레임을 센서 디바이스(D1)로 중계한다.A repeater receiving a frame from a higher layer coordinator (NC) or repeater in a bidirectional device time slot may receive an interval between the beacon frame of its higher layer coordinator (NC) or repeater and its beacon frame from the reception point. The frame is relayed to the next layer lower than itself in the time slot of the delayed position. For example, when the repeater RA receives a frame in the bidirectional device time slot 810 from the network coordinator NC, the repeater RA is an interval between the beacon frame of the network coordinator NC and its beacon frame. The frame is repeated in the time slot 820 at a position delayed from the reception time 810 of the frame by three times the superframe length (that is, the interval between the beacon time slot 510 and the beacon time slot 520). Relay to (RX). In addition, the repeater RX that receives the frame from the repeater RA in the bidirectional device time slot 820 has an interval between the beacon frame of the repeater RA and its beacon frame (that is, the beacon time slot 520 and the beacon time slot ( The frame is relayed to the sensor device D1 in a time slot 830 at a position delayed by the reception time 820 of the frame by twice the length of the superframe.

양방향 디바이스 타임 슬롯에서 자신보다 낮은 계층의 리피터 또는 센서 디바이스로부터 프레임을 수신한 리피터는 상기 수신한 타임 슬롯의 위치와 자신의 비컨 프레임 간 간격만큼을 자신보다 높은 다음 계층의 코디네이터 또는 리피터의 비컨 프레임으로부터 지연한 위치의 타임 슬롯에서 상기 프레임을 자신보다 높은 다음 계층으로 중계한다. 예를 들어, 리피터(RX)가 센서 디바이스(D1)로부터 양방향 디바이스 타임 슬롯(910)에서 프레임을 수신한 경우에, 리피터(RX)는 자신의 비컨 프레임의 위치와 상기 수신 타임 슬롯(910) 간의 간격(즉, 비컨 타임 슬롯(610)과 양방향 디바이스 타임 슬롯(910) 간의 간격)만큼을 리피터(RA)의 비컨 프레임의 위치(즉 비컨 타임 슬롯(520))로부터 지연한 위치의 타임 슬롯(920)에서 상기 프레임을 리피터(RA)로 중계한다. 그리고 리피터(RX)로부터 양방향 디바이스 타임 슬롯(920)에서 프레임을 수신한 리피터(RA)는 자신의 비컨 프레임의 위치와 상기 수신 타임 슬롯(920) 간의 간격(즉, 비컨 타임 슬롯(520)과 양방향 디바이스 타임 슬롯(920) 간의 간격)만큼을 코디네이터(NC)의 비컨 프레임의 위치(즉 비컨 타임 슬롯(510))로부터 지연한 위치의 타임 슬롯(930)에서 상기 프레임을 코디네이터(NC)로 중계한다.
A repeater that receives a frame from a repeater or sensor device at a lower layer in the bidirectional device time slot than the beacon frame of the coordinator or repeater in the next layer higher than itself has the distance between the position of the received time slot and its beacon frame. The frame is relayed to the next layer higher than itself in the time slot of the delayed position. For example, when the repeater RX receives a frame from the sensor device D1 in the bidirectional device time slot 910, the repeater RX is located between the position of its beacon frame and the receiving time slot 910. Time slot 920 at a position delayed by the interval (i.e., the interval between beacon time slot 610 and bidirectional device time slot 910) from the position of the beacon frame of repeater RA (i.e. beacon time slot 520). The frame is relayed to the repeater RA. In addition, the repeater RA, which receives the frame in the bidirectional device time slot 920 from the repeater RX, bidirectionally between the position of its beacon frame and the reception time slot 920 (that is, the beacon time slot 520). The frame is relayed to the coordinator NC at a time slot 930 at a position delayed by the device time slot 920 by the coordinator NC from the position of the beacon frame (that is, the beacon time slot 510). .

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

110~180: 슬롯 기반의 슈퍼프레임 210~240: 멀티 슈퍼프레임
300: 주기적 슈퍼프레임 NC: 네트워크 코디네이터
RA, RB, RC, RX, RY: 리피터 D1~D3: 센서 디바이스 110 ~ 180: Slot based superframe 210 ~ 240: Multi superframe
300: periodic superframe NC: network coordinator
RA, RB, RC, RX, RY: Repeater D1 to D3: Sensor device

Claims (20)

제1비컨 프레임을 방송하는 네트워크 코디네이터;
상기 네트워크 코디네이터로부터 프레임을 수신하거나 상기 네트워크 코디네이터로 프레임을 송신하는 센서 디바이스; 및
상기 네트워크 코디네이터의 프레임을 상기 센서 디바이스로 중계하거나 상기 센서 디바이스의 프레임을 상기 네트워크 코디네이터로 중계하고, 상기 제1비컨 프레임에 동기화된 제2비컨 프레임을 방송하는 적어도 하나의 리피터를 포함하고,
상기 센서 디바이스는 상기 제2비컨 프레임에 동기화되어 프레임을 송수신하고,
상기 네트워크 코디네이터, 상기 센서 디바이스 및 상기 리피터는 주기적으로 반복되는 주기적 슈퍼프레임 구조에서 동작하고,
상기 주기적 슈퍼프레임은 각각이 상기 제1비컨 프레임과 상기 적어도 하나의 제2비컨 프레임 각각에 대응되는 다수의 슬롯 기반 슈퍼프레임을 포함하고,
상기 적어도 하나의 리피터가 상기 네트워크 코디네이터로부터 상기 주기적 슈퍼프레임 내의 양방향 디바이스 타임 슬롯 중 하나의 타임 슬롯에서 제1프레임을 수신할 때,
상기 적어도 하나의 리피터는 상기 제1비컨 프레임에 대응되는 제1슈퍼프레임과 상기 제2비컨 프레임에 대응되는 제2슈퍼프레임 사이의 간격만큼 상기 하나의 타임 슬롯으로부터 지연된 타임 슬롯에서 상기 제1프레임을 중계하는, 센서 네트워크.
A network coordinator for broadcasting a first beacon frame;
A sensor device that receives a frame from the network coordinator or transmits a frame to the network coordinator; And
At least one repeater for relaying a frame of the network coordinator to the sensor device or for relaying a frame of the sensor device to the network coordinator and broadcasting a second beacon frame synchronized to the first beacon frame,
The sensor device transmits and receives a frame in synchronization with the second beacon frame,
The network coordinator, the sensor device and the repeater operate in a periodically repeated periodic superframe structure,
The periodic superframe includes a plurality of slot-based superframes, each corresponding to the first beacon frame and the at least one second beacon frame.
When the at least one repeater receives a first frame from the network coordinator in one time slot of one of the bidirectional device time slots in the periodic superframe,
The at least one repeater may select the first frame in a time slot delayed from the one time slot by an interval between a first super frame corresponding to the first beacon frame and a second super frame corresponding to the second beacon frame. Relayed, sensor network.
제 1항에 있어서,
상기 주기적 슈퍼프레임에 포함되는 슈퍼프레임 각각은
상기 제1비컨 프레임 및 제2비컨 프레임 중 자신에 대응되는 비컨 프레임을 전송하기 위해 사용되는 비컨 타임 슬롯;
상기 비컨 타임 슬롯이 끝나는 시점에 시작되고, 상기 센서 디바이스가 시간 지연에 민감한 제0등급 데이터 프레임을 전송하려는 경우에 사용되는 우선적 디바이스 타임 슬롯;
상기 네트워크 코디네이터가 커맨드 프레임 또는 OAM(Operation, Administration and Maintenance) 프레임을 방송하기 위해 사용되는 코디네이터 타임 슬롯; 및
상기 센서 디바이스가 상기 네트워크 코디네이터로부터 전송되는 프레임을 수신하기 위해 사용되거나 상기 네트워크 코디네이터로 프레임을 전송하기 위해 사용되는 양방향 디바이스 타임 슬롯
을 포함하는 센서 네트워크.
The method of claim 1,
Each of the superframes included in the periodic superframe
A beacon time slot used to transmit a beacon frame corresponding to one of the first beacon frame and the second beacon frame;
A preferred device time slot that begins at the end of the beacon time slot and is used when the sensor device attempts to transmit a time delay sensitive class 0 data frame;
A coordinator time slot used by the network coordinator to broadcast a command frame or an operation, administration and maintenance (OAM) frame; And
Bidirectional device time slot used by the sensor device to receive a frame sent from the network coordinator or to transmit a frame to the network coordinator
Sensor network comprising a.
제 2항에 있어서,
상기 센서 디바이스는
상기 주기적 슈퍼프레임 내의 양방향 디바이스 타임 슬롯 중에서 상기 네트워크 코디네이터로 프레임을 전송하거나 상기 네트워크 코디네이터로부터 프레임을 수신하기 위해 전용으로 사용되는 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯과,
상기 센서 네트워크 내의 다른 센서 디바이스가 미사용 중인 경우에 사용할 수 있는 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯을 할당받는
센서 네트워크.
The method of claim 2,
The sensor device
A basic bidirectional device time slot used exclusively for transmitting a frame to or receiving a frame from the network coordinator among the bidirectional device time slots in the periodic superframe;
Allocate a supplementary bidirectional device time slot that can be used when other sensor devices in the sensor network are not in use.
Sensor network.
제 3항에 있어서,
상기 네트워크 코디네이터의 주기적 슈퍼프레임은 상기 제1슈퍼프레임으로부터 다음 상기 제1슈퍼프레임의 직전 슈퍼프레임까지이고,
상기 적어도 하나의 리피터의 주기적 슈퍼프레임은 상기 제2슈퍼프레임으로부터 다음 상기 제2슈퍼프레임의 직전 슈퍼프레임까지인
센서 네트워크.
The method of claim 3, wherein
The periodic superframe of the network coordinator is from the first superframe to the immediately preceding superframe of the next superframe,
The periodic superframe of the at least one repeater is from the second superframe to the immediately preceding superframe of the next second superframe.
Sensor network.
제 4항에 있어서,
상기 네트워크 코디네이터는 상기 제1슈퍼프레임 내의 비컨 타임 슬롯에서 상기 제1비컨 프레임을 방송하고,
상기 적어도 하나의 리피터 각각은 상기 제1슈퍼프레임으로부터 슈퍼프레임 길이의 자신의 미리 결정된 정수배만큼 떨어진 상기 제2슈퍼프레임 내의 비컨 타임 슬롯에서 상기 제2비컨 프레임을 방송하는
센서 네트워크.
The method of claim 4, wherein
The network coordinator broadcasts the first beacon frame in a beacon time slot within the first superframe,
Each of the at least one repeater broadcasts the second beacon frame in a beacon time slot in the second superframe away from the first superframe by its predetermined integer multiple of the superframe length.
Sensor network.
제 5항에 있어서,
상기 적어도 하나의 리피터는 제1리피터와 제2리피터를 포함하고,
상기 제2슈퍼프레임은 제2-1슈퍼프레임과 제2-2슈퍼프레임을 포함하고,
상기 제2비컨 프레임은 제2-1비컨 프레임과 제2-2비컨 프레임을 포함하고,
상기 제1리피터는 상기 네트워크 코디네이터와 상기 제2리피터 사이에서 프레임을 중계하고, 상기 제1슈퍼프레임으로부터 자신의 미리 결정된 정수배만큼 떨어진 상기 제2-1슈퍼프레임의 비컨 타임 슬롯에서 상기 제2-1비컨 프레임을 방송하고,
상기 제2리피터는 상기 제1리피터와 상기 센서 디바이스 사이에서 프레임을 중계하고, 상기 제1슈퍼프레임으로부터 자신의 미리 결정된 정수배만큼 떨어진 상기 제2-2슈퍼프레임의 비컨 타임 슬롯에서 상기 제2-2비컨 프레임을 방송하고,
상기 제1리피터의 주기적 슈퍼프레임은 상기 제2-1슈퍼프레임으로부터 다음 상기 제2-1슈퍼프레임의 직전 슈퍼프레임까지이고, 상기 제2리피터의 주기적 슈퍼프레임은 상기 제2-2슈퍼프레임으로부터 다음 상기 제2-2슈퍼프레임의 직전 슈퍼프레임까지인
센서 네트워크.
The method of claim 5,
The at least one repeater includes a first repeater and a second repeater,
The second super frame includes a 2-1 super frame and a 2-2 super frame,
The second beacon frame includes a 2-1 beacon frame and a 2-2 beacon frame,
The first repeater relays a frame between the network coordinator and the second repeater, and the second-1 in the beacon time slot of the second-1 superframe spaced apart from the first superframe by a predetermined integer multiple of the first repeater. Broadcast a beacon frame,
The second repeater relays a frame between the first repeater and the sensor device, and the second-2 in the beacon time slot of the second-2 superframe spaced apart from the first superframe by a predetermined integer multiple of the second repeater. Broadcast a beacon frame,
The periodic superframe of the first repeater is from the second-1 superframe to the next superframe immediately before the second-1 superframe, and the periodic superframe of the second repeater is next to the second-2 superframe. Up to the immediately preceding superframe of the second-2 superframe
Sensor network.
제 6항에 있어서,
상기 센서 디바이스가 전송하는 데이터 프레임은 상기 제0등급 데이터 프레임, 신뢰성 있는 전송(reliable transmission of data)을 요하는 제1등급 데이터 프레임 및 최선의 전송(best effort data transmission)을 요하는 제2등급 데이터 프레임 중 어느 하나이고,
상기 제0등급 데이터 프레임인 경우에 상기 센서 디바이스는 전송 시점이 상기 우선적 디바이스 타임 슬롯 또는 상기 센서 디바이스에게 할당된 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯이라면 알로하(ALOHA) 방식으로 전송하고, 전송 시점이 비컨 타임 슬롯이라면 상기 우선적 디바이스 타임 슬롯이 오기까지 기다린 후 상기 알로하 방식으로 전송하고, 전송 시점이 상기 센서 디바이스에게 할당된 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯이라면 CSMA-CA 방식으로 전송하는
센서 네트워크.
The method of claim 6,
The data frame transmitted by the sensor device comprises the class 0 data frame, the class 1 data frame requiring reliable transmission of data and the class 2 data requiring best effort data transmission. Is one of the frames,
In the case of the 0th class data frame, the sensor device transmits in the Aloha (ALOHA) method if the transmission time is the priority device time slot or the basic bidirectional device time slot assigned to the sensor device, and if the transmission time is a beacon time slot Wait until the preferred device time slot arrives and transmit in the Aloha method, and if the transmission time point is a supplementary bidirectional device time slot allocated to the sensor device, transmit in CSMA-CA method.
Sensor network.
제 7항에 있어서,
상기 제1등급 데이터 프레임인 경우에 상기 센서 디바이스는 전송 시점이 자신에게 할당된 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯이라면 상기 알로하 방식으로 전송하고, 응답 대기 시간 동안 응답 프레임을 받지 못한 경우에 자신에게 할당된 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯 중에서 가장 가까운 타임 슬롯에서 상기 CSMA-CA 방식으로 전송한 후 상기 응답 프레임을 기다리고, 만약 전송 실패인 경우에 그 다음 순서의 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯에서 전송하고,
상기 제2등급 데이터 프레임인 경우에 상기 센서 디바이스는 자신에게 할당된 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯이 시작할 때까지 기다린 후 응답 프레임 요구 없이 상기 알로하 방식으로 전송하는
센서 네트워크.
The method of claim 7, wherein
In the case of the first class data frame, the sensor device transmits in the Aloha method if the transmission time point is a basic bidirectional device time slot allocated to the first time data frame, and the supplementary bidirectional allocated to the user when the response frame is not received during the response waiting time. Waits for the response frame after transmitting in the CSMA-CA scheme in the closest time slot among the device time slots, and if the transmission fails, transmits in the next order supplementary bidirectional device time slot,
In the case of the second class data frame, the sensor device waits until the default bidirectional device time slot allocated to the sensor device starts and transmits the data in the Aloha manner without requiring a response frame.
Sensor network.
제 3항에 있어서,
상기 우선적 디바이스 타임 슬롯에서는 상기 제0등급 데이터 프레임이 알로하(ALOHA) 방식에 의해 상기 네트워크 코디네이터로 향하는 업 링크로 전송되고,
상기 코디네이터 타임 슬롯에서는 상기 네트워크 코디네이터의 커맨드 프레임 또는 OAM 프레임이 상기 알로하 방식에 의해 상기 센서 디바이스로 향하는 다운 링크로 전송되고,
상기 센서 디바이스에게 할당된 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯에서는 상기 알로하 방식에 의해 상기 업 링크로 프레임이 전송되고, CSMA-CA 방식에 의해 상기 다운 링크로 프레임이 전송되고,
상기 센서 디바이스에게 할당된 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯에서는 상기 CSMA-CA 방식으로 상기 업 링크 또는 상기 다운 링크로 프레임이 전송되는
센서 네트워크.
The method of claim 3, wherein
In the preferential device time slot, the class 0 data frame is transmitted on the uplink to the network coordinator by Aloha (ALOHA) scheme,
In the coordinator time slot, the command frame or OAM frame of the network coordinator is transmitted on the downlink to the sensor device by the Aloha method,
In the basic bidirectional device time slot assigned to the sensor device, a frame is transmitted on the uplink by the Aloha scheme, a frame is transmitted on the downlink by the CSMA-CA scheme,
In the supplementary bidirectional device time slot assigned to the sensor device, frames are transmitted on the uplink or the downlink in the CSMA-CA manner.
Sensor network.
제 6항에 있어서,
상기 제1리피터가 상기 네트워크 코디네이터로부터 상기 네트워크 코디네이터의 주기적 슈퍼프레임 내의 양방향 디바이스 타임 슬롯 중 특정 타임 슬롯에서 프레임을 수신한 경우에 상기 수신한 타임 슬롯으로부터 상기 제1슈퍼프레임과 상기 제2-1슈퍼프레임 간의 간격만큼 지연한 타임 슬롯에서 상기 프레임을 상기 제2리피터로 중계하고,
상기 제2리피터가 상기 제1리피터로부터 상기 제1리피터의 주기적 슈퍼프레임 내의 양방향 디바이스 타임 슬롯 중 특정 타임 슬롯에서 프레임을 수신한 경우에 상기 수신한 타임 슬롯으로부터 상기 제2-1슈퍼프레임과 상기 제2-2슈퍼프레임 간의 간격만큼 지연한 타임 슬롯에서 상기 프레임을 상기 센서 디바이스로 중계하는
센서 네트워크.
The method of claim 6,
When the first repeater receives a frame from the network coordinator in a particular time slot of the bidirectional device time slot in the periodic superframe of the network coordinator, the first superframe and the second-1 super from the received time slot Relaying the frame to the second repeater in a time slot delayed by an interval between frames,
When the second repeater receives a frame from the first repeater in a specific time slot of a bidirectional device time slot in the periodic superframe of the first repeater, the second-1 superframe and the first repeater are received from the received time slot. Relaying the frame to the sensor device in a time slot delayed by an interval between 2-2 superframes
Sensor network.
제 6항에 있어서,
상기 제2리피터는 상기 센서 디바이스로부터 상기 제2리피터의 주기적 슈퍼프레임 내의 양방향 디바이스 타임 슬롯 중 특정 타임 슬롯에서 프레임을 수신한 경우에 상기 수신한 타임 슬롯의 시작점과 상기 제2-2슈퍼프레임의 시작점 간의 간격만큼 상기 제2-1슈퍼프레임의 시작점으로부터 지연한 타임 슬롯에서 상기 프레임을 상기 제1리피터로 중계하고,
상기 제1리피터는 상기 제2리피터로부터 상기 제1리피터의 주기적 슈퍼프레임 내의 양방향 디바이스 타임 슬롯 중 특정 타임 슬롯에서 프레임을 수신한 경우에 상기 수신한 타임 슬롯의 시작점과 상기 제2-1슈퍼프레임의 시작점 간의 간격만큼 상기 제1슈퍼프레임의 시작점으로부터 지연한 타임 슬롯에서 상기 프레임을 상기 네트워크 코디네이터로 중계하는
센서 네트워크.
The method of claim 6,
When the second repeater receives a frame from the sensor device in a specific time slot of the bidirectional device time slot in the periodic superframe of the second repeater, the start point of the received time slot and the start point of the second-2 superframe Relaying the frame to the first repeater in a time slot delayed from a start point of the second-1 superframe by an interval of
When the first repeater receives a frame from the second repeater in a specific time slot of the bidirectional device time slots in the periodic superframe of the first repeater, the first repeater starts with the start point of the received time slot and the second-1 superframe. Relaying the frame to the network coordinator in a time slot delayed from a start point of the first superframe by an interval between start points.
Sensor network.
제 6항에 있어서,
상기 제1 및 제2리피터 각각은 상기 우선적 디바이스 타임 슬롯에서 프레임을 수신한 경우에 상기 수신한 우선적 디바이스 타임 슬롯 내에 송신이 가능하면 상기 프레임을 바로 중계하고, 상기 수신한 우선적 디바이스 타임 슬롯 내에 송신이 불가능하면 다음 슈퍼프레임의 우선적 디바이스 타임 슬롯 또는 그 이전의 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯에서 상기 프레임을 중계하는
센서 네트워크.
The method of claim 6,
When each of the first and second repeaters receives a frame in the preferred device time slot, if the transmission is possible within the received preferred device time slot, the frame is directly relayed, and the transmission is performed within the received preferred device time slot. If not, relays the frame in the preferred device time slot of the next superframe or in the default bidirectional device time slot prior to it.
Sensor network.
제 6항에 있어서,
상기 제1 및 제2리피터 각각은 상기 코디네이터 타임 슬롯에서 프레임을 수신한 경우에 상기 수신한 코디네이터 타임 슬롯 내에 송신이 가능하면 바로 상기 프레임을 중계하고, 상기 수신한 코디네이터 타임 슬롯 내에 송신이 불가능하면 그 다음 슈퍼프레임의 코디네이터 타임 슬롯에서 상기 프레임을 중계하는
센서 네트워크.
The method of claim 6,
When each of the first and second repeaters receives a frame in the coordinator time slot, the first and second repeaters each relay the frame as soon as possible within the received coordinator time slot, and if it is impossible to transmit within the received coordinator time slot, Relaying the frame in the coordinator time slot of the next superframe.
Sensor network.
센서 네트워크의 네트워크 코디네이터 및 센서 디바이스 사이에서 프레임을 중계하는 리피터의 링크 확장 방법에 있어서,
자신보다 높은 계층의 제1디바이스로부터 상기 제1디바이스의 주기적 슈퍼프레임 내의 타임 슬롯 중 제1타임 슬롯에서 제1프레임을 수신한 리피터가 자신의 주기적 슈퍼프레임 내의 타임 슬롯 중 상기 제1타임 슬롯에 대응되는 타임 슬롯에서 상기 제1프레임을 자신보다 낮은 계층의 제2디바이스에게 중계하는 단계; 및
상기 제2디바이스로부터 상기 제2디바이스의 주기적 슈퍼프레임 내의 타임 슬롯 중 제2타임 슬롯에서 제2프레임을 수신한 상기 리피터가 상기 제1디바이스의 주기적 슈퍼프레임 내의 타임 슬롯 중 상기 제2타임 슬롯에 대응되는 타임 슬롯에서 상기 제2프레임을 자신보다 높은 계층의 상기 제1디바이스에게 중계하는 단계
를 포함하고,
상기 리피터는 상기 센서 네트워크 내에 상기 네트워크 코디네이터로부터의 거리에 따라 형성된 계층에 속하는 복수의 리피터 중 하나의 리피터이고, 상기 제1디바이스는 상기 리피터보다 높은 계층의 네트워크 코디네이터 또는 리피터이며, 상기 제2디바이스는 상기 리피터보다 낮은 계층의 센서 디바이스 또는 리피터이며,
상기 제1프레임을 자신보다 낮은 계층의 제2디바이스에게 중계하는 단계는,
상기 제1타임 슬롯이 양방향 디바이스 타임 슬롯일 때, 상기 리피터보다 높은 계층의 네트워크 코디네이터에서 방송되는 제1비컨 프레임에 대응되는 제1슈퍼프레임과 상기 리피터에서 방송되는 제2비컨 프레임에 대응되는 제2슈퍼프레임 사이의 간격만큼 상기 제1타임 슬롯으로부터 지연된 타임 슬롯에서 상기 제1프레임을 상기 제2디바이스에게 중계하는 타임 슬롯 중계 기반의 링크 확장 방법.
In the link extension method of the repeater relaying a frame between the network coordinator and the sensor device of the sensor network,
A repeater that receives a first frame in a first time slot of a time slot in a periodic superframe of the first device from a first device of a higher layer than its own corresponds to the first time slot of time slots in its periodic superframe. Relaying the first frame to a second device of a lower layer than itself in a time slot in which the first frame is generated; And
The repeater receiving the second frame in the second time slot of the time slots in the periodic superframe of the second device from the second device corresponds to the second time slot of the time slots in the periodic superframe of the first device. Relaying the second frame to the first device of a higher layer than itself in the time slot
Including,
The repeater is a repeater of one of a plurality of repeaters belonging to a layer formed according to the distance from the network coordinator in the sensor network, the first device is a network coordinator or repeater of a layer higher than the repeater, and the second device A sensor device or repeater of a lower layer than the repeater,
Relaying the first frame to a second device of a lower layer than itself,
When the first time slot is a bidirectional device time slot, a first superframe corresponding to a first beacon frame broadcast in a network coordinator of a higher layer than the repeater and a second beacon frame corresponding to a second beacon frame broadcast in the repeater And relaying the first frame to the second device in a time slot delayed from the first time slot by an interval between superframes.
제 14항에 있어서,
상기 주기적 슈퍼프레임은 상기 제1슈퍼프레임과 상기 제2슈퍼프레임을 포함하고 상기 제1 및 제2슈퍼프레임이 주기적으로 반복되고,
상기 센서 네트워크는 상기 주기적 슈퍼프레임 구조에서 동작하는
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The method of claim 14,
The periodic superframe includes the first superframe and the second superframe, and the first and second superframes are periodically repeated.
The sensor network operates in the periodic superframe structure.
Link expansion method based on time slot relay.
제 15항에 있어서,
상기 제2슈퍼프레임은 상기 제1슈퍼프레임의 시작점으로부터 슈퍼프레임 길이의 상기 리피터의 미리 결정된 정수배만큼 떨어진 위치에서 시작하는 슈퍼프레임인
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The method of claim 15,
The second superframe is a superframe starting at a position separated by a predetermined integer multiple of the repeater of the superframe length from a start point of the first superframe.
Link expansion method based on time slot relay.
제 15항에 있어서,
상기 각 계층에 속하는 리피터는 리피터 어드레스와 계층 식별자를 사용하는
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The method of claim 15,
A repeater belonging to each layer uses a repeater address and a layer identifier.
Link expansion method based on time slot relay.
제 15항에 있어서,
상기 주기적 슈퍼프레임에 포함되는 슈퍼프레임 각각은
상기 제1비컨 프레임 및 제2비컨 프레임 중 자신에 대응되는 비컨 프레임을 전송하기 위해 사용되는 비컨 타임 슬롯;
상기 비컨 타임 슬롯이 끝나는 시점에 시작되고, 센서 디바이스가 시간 지연에 민감한 제0등급 데이터 프레임을 전송하려는 경우에 사용되는 우선적 디바이스 타임 슬롯;
네트워크 코디네이터가 커맨드 프레임 또는 OAM(Operation, Administration and Maintenance) 프레임을 방송하기 위해 사용되는 코디네이터 타임 슬롯; 및
센서 디바이스가 네트워크 코디네이터로부터 전송되는 프레임을 수신하기 위해 사용되거나 네트워크 코디네이터로 프레임을 전송하기 위해 사용되는 양방향 디바이스 타임 슬롯을 포함하고,
센서 디바이스는
주기적 슈퍼프레임 내의 양방향 디바이스 타임 슬롯 중에서 네트워크 코디네이터로 프레임을 전송하거나 네트워크 코디네이터로부터 프레임을 수신하기 위해 전용으로 사용되는 기본 양방향 디바이스 타임 슬롯과, 센서 네트워크 내의 다른 센서 디바이스가 미사용 중인 경우에 사용할 수 있는 보충 양방향 디바이스 타임 슬롯을 할당받는
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The method of claim 15,
Each of the superframes included in the periodic superframe
A beacon time slot used to transmit a beacon frame corresponding to one of the first beacon frame and the second beacon frame;
A preferred device time slot that begins at the end of the beacon time slot and is used when a sensor device wants to transmit a time delay sensitive class 0 data frame;
A coordinator time slot used by the network coordinator to broadcast a command frame or an operation, administration and maintenance (OAM) frame; And
The sensor device comprises a bidirectional device time slot used to receive a frame sent from the network coordinator or used to send a frame to the network coordinator,
The sensor device
Of the bidirectional device time slots in a periodic superframe, a default bidirectional device time slot dedicated to sending frames to or receiving frames from the network coordinator, and supplemental use when other sensor devices in the sensor network are not in use. Get a bidirectional device time slot
Link expansion method based on time slot relay.
삭제delete 제 18항에 있어서,
상기 제2프레임을 자신보다 높은 계층의 상기 제1디바이스에게 중계하는 단계는,
상기 제2타임 슬롯이 양방향 디바이스 타임 슬롯일 때, 상기 제2타임 슬롯의 시작점과 자신의 제2비컨 프레임의 시작점 간의 간격만큼 상기 제2타임 슬롯의 시작점으로부터 지연된 타임 슬롯에서 상기 제2프레임을 상기 제1디바이스에게 중계하는, 타임 슬롯 중계 기반의 링크 확장 방법.
The method of claim 18,
The relaying of the second frame to the first device of a higher layer than itself may include:
When the second time slot is a bidirectional device time slot, the second frame in the time slot delayed from the start point of the second time slot by the interval between the start point of the second time slot and the start point of its second beacon frame; A time slot relay based link expansion method relaying to a first device.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100742776B1 (en) * 2006-06-28 2007-07-26 고려대학교 산학협력단 Method for managing network channel considering node property and apparatus thereof
US20100265871A1 (en) * 2007-12-07 2010-10-21 Electronics And Telecommunications Research Institute Beacon re-broadcasting apparatus, beacon re-broadcasting method, and initial access request method in wireless network
US20110051656A1 (en) * 2008-04-04 2011-03-03 Thales Double radio relay station
US20110243011A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Renesas Electronics Corporation Communication system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101543800B1 (en) * 2009-09-04 2015-08-12 엘지전자 주식회사 Mathod and apparatus for data communication in wireless network

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100742776B1 (en) * 2006-06-28 2007-07-26 고려대학교 산학협력단 Method for managing network channel considering node property and apparatus thereof
US20100265871A1 (en) * 2007-12-07 2010-10-21 Electronics And Telecommunications Research Institute Beacon re-broadcasting apparatus, beacon re-broadcasting method, and initial access request method in wireless network
US20110051656A1 (en) * 2008-04-04 2011-03-03 Thales Double radio relay station
US20110243011A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Renesas Electronics Corporation Communication system

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